Experimentos con semiconductores, fabricación de un transistor.
Este documento tiene su origen en la pagina A Home-made Transistor ,donde se describe como fabricar un transistor de contacto puntual utilizando dos diodos, el sistema experimentado, sin llegar a tener las características de un transistor , es una válvula en el cual la intensidad de corriente de un electrodo es regulada por la intensidad de corriente en el otro.
A Home-made Transistor.
This construction
is an attempt to make a transistor from point-contact diodes, build a simple
homemade active semiconductor device, this system show the principle of the
solid state regulator valve
of current.
Yo experimente con un trozo de silicio que se produjo al romperse un disco de los utilizados en la producción de componentes electrónicos, como el mostrado a continuación,
el
trozo por mi utilizado no había pasado ningún proceso de fotolitografia o sea
era liso.
La
siguiente es una foto del trozo utilizado para los experimento y al que no se
modifico para obtener los mejores resultados,
En
principio como no estaba seguro si podía obtener algún resultado, decidí hacer una prueba rápida para comprobar si podía
fabricar un diodo rectificador, apreté sobre la superficie del semiconductor un
alambre de cobre estañado y como segundo electrodo
utilice una chapa de bronce, como se muestra en la siguiente fotografía,
El
circuito armado se puede representar en forma muy esquemática,
Se
modifico la tensión de la fuente de manera de obtener 8.8 voltios, entre el alambre de cobre y
la chapa de bronce circula una corriente de 50 microamperios en el circuito,
medida con el amperímetro mA, invirtiendo la polaridad de la tensión de la
fuente la corriente es nula, 0 microamperios.
Ante este
resultado modifique un poco el armado,
La
lamina semiconductora que tiene un espesor de 0.73 mm ( 730 micrómetros ), la
apoye en una base de acrílico y la sujete a la misma por medio de una chapa de
bronce fina y flexible, la punta de cobre esta sostenida por el soporte pero la
bobine un poco, a modo de resorte, para que apreté un poco sobre el
semiconductor, de acuerdo con los resultados el alambre de cobre actúa como
ánodo y el bronce como cátodo .
Rectificación
de corriente alterna.
El
siguiente experimento,fue utilizar una fuente de corriente alterna de 40
voltios eficaces, como se muestra a continuación,
En este
ultimo dibujo, ya indico el símbolo del diodo en relación al alambre de cobre y
la chapa de bronce, asimismo esbozo en forma muy esquemática la teoría del
fenómeno, en la lamina hay una zona de tipo p y el resto es n, también se
observa la inyección de huecos de la zona p a la n.
Fotografié la
pantalla del osciloscopio durante la medición de la tensión vR,
el
trazo inferior es la tensión vi y el superior es la
tensión rectificada de la señal de alterna, en la resistencia vR , a partir de aquí estaba tentado de hacer algo
similar a lo realizado en el 16 de diciembre de 1948, por Bardeen y Brattain,
que descubrieron el efecto transistor.
Algo
parecido a el transistor de Bardeen y Brattain.
Aunque
arme algo parecido a la foto, con el experimento no obtuve ningún resultado, el
siguiente paso fue hacer la siguiente disposición experimental,
La
disposición es la misma que la del rectificador antes experimentado, solo que
utilizo dos uniones rectificadoras separadas por una corta distancia, primero
comprobé que tenia dos uniones rectificadoras, con corriente circulando en un
solo sentido y con corriente nula en sentido opuesto.
Luego
a un rectificador lo polarice en forma inversa, es decir que no circulaba
corriente, a continuacion polarice a la otra unión en forma directa y
comenzó a circular corriente por la unión polarizada en forma inversa !!
, esta disposición es muy inestable debido a la construcción, pero
llegue a un sistema que dura varios días. Con este experimento puedo regular la
corriente de lo que seria el colector polarizado en forma inversa debido la
corriente del emisor polarizado en forma directa, si ilumino al sistema aumenta
la corriente en los dos electrodos.
Inmediatamente
conecte una fuente de corriente alterna en serie con el emisor E, como se
muestra a continuación,
Aquí
nuevamente se describió en forma muy esquemática, la inyección de huecos al
bloque del semiconductor y como los mismos son arrastrados a la zona del
colector que tiene una polarizacion inversa .
A
continuación se detallan algunos valores medidos en el circuito anterior,
V1=29 V, I1=0.8mA,
I2=0.4mA, V2=25V
Las
siguientes señales fueron medidas con el osciloscopio, de la tensión VR2, para diferentes
valores de tensión alterna del generador de corriente alterna, la primera foto
superior fue para una tensión del generador de tensión alterna pequeña, el
valor inferior de la señal VR2 era de 1.7 voltios y el máximo 8.2 voltios, el
periodo era de 20 milisegundos, luego se fue aumentando la tensión del
generador de alterna, que era un secundario de un transformador y se comenzó a
observar distorsión en VR2, en la segunda foto se puede
ver cuando la variación alcanza cero voltios en la parte inferior y la tercera
esta completamente distorsionada.
Eduardo Ghershman, 1.2.20þ08
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